Hầm Thung Thi thuộc gói thầu xây lắp số 12 (12-XL) thuộc dự án thành phần xây dựng cao tốc Bắc - Nam đoạn Mai Sơn (Ninh Bình) - QL45 (Thanh Hóa). Dự án được đầu tư bằng tiền ngân sách, đơn vị quản lý dự án là Ban Quản lý dự án Thăng Long, Bộ GTVT.
Để rút ngắn thời gian hành trình của phương tiện và không phải nắn đường cao tốc, dự án thành phần xây dựng cao tốc Bắc - Nam đoạn Mai Sơn - QL45 phải khoan 2 hầm qua núi, gồm hầm Tam Điệp (thành phố Tam Điệp, Ninh Bình) và hầm Thung Thi (huyện Hà Trung, Thanh Hóa).
